第三章时钟电路与复位电路知识讲解
复位电路工作原理
复位电路工作原理
复位电路是一种在电子设备中常见的电路，它的作用是在设备出现故障或异常
情况时，将设备恢复到正常工作状态。
复位电路的工作原理主要包括触发器、计数器、比较器等组成的电路，通过这些元件的相互作用，实现对设备状态的监测和控制，从而保证设备的稳定运行。
触发器是复位电路中的重要组成部分，它能够记录设备的状态并在特定条件下
改变输出。
在复位电路中，触发器通常用于记录设备的故障状态，并在需要时触发复位操作。
触发器的工作原理是利用输入信号的变化来触发输出状态的改变，从而实现对设备状态的监测和控制。
除了触发器，计数器也是复位电路中的关键元件。
计数器能够记录设备发生的
故障次数，并在达到预设值时触发复位操作。
通过计数器，可以实现对设备故障次数的统计和监测，从而及时发现设备的异常情况并采取相应的措施。
在复位电路中，比较器也扮演着重要的角色。
比较器能够对输入信号进行比较，并根据比较结果改变输出状态。
在复位电路中，比较器通常用于监测设备的工作状态，并在需要时触发复位操作。
通过比较器，可以实现对设备状态的实时监测和控制，从而确保设备的正常运行。
综上所述，复位电路的工作原理主要包括触发器、计数器、比较器等组成的电路，通过这些元件的相互作用，实现对设备状态的监测和控制，从而保证设备的稳定运行。
在实际应用中，复位电路能够有效地提高设备的可靠性和稳定性，是电子设备中不可或缺的重要部分。
51单片机 基础电路
51单片机基础电路51单片机是一种常用的嵌入式微控制器，具有高性能、低功耗、丰富的外设接口等特点。
在实际应用中，51单片机的基础电路是必不可少的，它是连接单片机与外部元件的桥梁，为单片机提供电源和信号输入输出。
本文将介绍51单片机基础电路的组成和工作原理。
一、电源电路51单片机的正常工作需要稳定的电源供应。
其电源电路主要由电源滤波器、稳压电路和复位电路组成。
1. 电源滤波器：用于滤除电源中的噪声和干扰，保证电源的稳定性。
常用的电源滤波器包括电容滤波器和电感滤波器。
2. 稳压电路：用于将不稳定的电源电压转换为稳定的工作电压。
常用的稳压电路有线性稳压电路和开关稳压电路。
3. 复位电路：用于在开机或复位时将单片机的状态初始化为预设值，确保系统正常启动。
复位电路主要由电源复位电路和外部复位电路组成。
二、时钟电路51单片机需要时钟信号来同步其内部逻辑运算。
时钟电路主要由晶振和电容构成。
晶振是一种能够产生稳定振荡频率的元件，常用的晶振有4MHz、8MHz等。
晶振通过电容与单片机相连，形成一个振荡回路。
时钟电路还可以通过外部的时钟信号输入来实现，这需要将外部时钟信号与单片机的时钟输入引脚相连。
三、复位电路复位电路是为了保证单片机在上电或复位时能够正常启动，并将其状态初始化为预设值。
复位电路可以通过外部复位电路和电源复位电路两种方式实现。
外部复位电路是通过按下复位按钮或引脚触发器来实现的，它会将单片机的复位引脚拉低，从而使单片机复位。
电源复位电路是通过检测电源电压的变化来实现的，当电源电压低于一定阈值时，复位电路会自动将单片机复位。
四、IO口电路IO口电路是单片机与外部设备进行数据交互的接口。
它由输入电路和输出电路组成。
输入电路负责将外部设备的信号输入到单片机，并对输入信号进行适当的处理。
常见的输入电路有电阻分压电路和比较器电路。
输出电路负责将单片机的信号输出到外部设备，并对输出信号进行适当的处理。
常见的输出电路有三态缓冲器电路和驱动电路。
时钟电路工作原理
时钟电路工作原理时钟电路是电子设备中非常重要的一部分，它用于产生和维持设备的时序信号，控制各个部件的工作节奏，保证整个系统的正常运行。
时钟电路的工作原理涉及到许多电子学的知识，包括振荡器、计数器、分频器等。
本文将详细介绍时钟电路的工作原理及其在电子设备中的应用。
1. 时钟信号的作用。
时钟信号是指在电子设备中用来同步各个部件工作的信号，它可以看作是设备的“心跳”，控制着设备内部各个部件的工作节奏。
在数字电路中，时钟信号决定了数据的采样时刻，保证了数据的正确传输和处理。
在模拟电路中，时钟信号可以用来控制各个部件的工作状态，保证整个系统的稳定运行。
2. 振荡器的作用。
时钟信号的产生离不开振荡器，它是时钟电路中最基本的部件之一。
振荡器可以产生一定频率的周期性信号，这个信号就是时钟信号的基础。
常见的振荡器包括晶体振荡器、RC振荡器、LC振荡器等。
它们通过不同的原理产生周期性信号，为时钟电路提供稳定的时钟信号源。
3. 计数器的作用。
计数器是时钟电路中的另一个重要部件，它可以将输入的时钟信号进行计数，产生不同的输出信号。
在时钟电路中，计数器通常用来产生分频信号，将高频的时钟信号分频为设备内部各个部件所需的时钟信号。
通过计数器，可以实现对时钟信号的精确控制，满足不同部件的工作需求。
4. 分频器的作用。
分频器是时钟电路中的另一个重要部件，它可以将输入的时钟信号进行分频，产生不同频率的输出信号。
分频器通常与计数器结合使用，实现对时钟信号的精确控制。
在电子设备中，不同部件对时钟信号的频率要求不同，通过分频器可以满足这些不同的需求，保证整个系统的正常运行。
5. 时钟电路的应用。
时钟电路在电子设备中有着广泛的应用，几乎所有的数字电路和模拟电路都需要时钟信号来同步各个部件的工作。
在计算机、通信设备、消费电子产品等领域，时钟电路都扮演着至关重要的角色。
它不仅可以控制设备内部各个部件的工作节奏，还可以实现数据的同步传输和处理，保证设备的稳定运行。
第4节-时钟电路与复位电路
2021/3/11
5
2.4.1 时钟电路
(3)指令周期 执行一条指令所需的时间称指令周期。它是机
器周期的整倍数，最短的是一个机器周期称单周期 指令，还有2个和3个机器周期的，最长的是4个机 器周期。 ❖ 单片机执行每一条指令，都是按照严格的时序进行 的。下面画出几个典型的单机器周期和双周期指令 的时序图，如图2.9所示。
❖ 通常ALE在一个机器周期两次有效，第一次发生在 S1P2和S2P1期间，第二次在S4P2和S5P1期间。恰是 振荡频率的1/6。
2021/3/11
8
2.4.1 时钟电路
❖ 单周期指令的执行在S1P2开始，这时操作码被锁存 到指令寄存器内。
❖ 双字节指令在同一机器周期的S4读第二个操作码。 ❖ 单字节指令，在S4仍有读操作，但被读进去的字节
10
2.4.2 复位方式与电路
1.复位操作
→复位是单片机的初始化操作。
→其功能主要是将程序计数器(PC)初始化为0000H，使
单片机从0000H单元开始执行程序，并将特殊功能寄
存器赋一些特定值。
→复位是使单片机退出低功耗工作方式而进入正常状
态一种操作。
→复位是上电的第一个操作，然后程序从0000H开始执
2021/3/11
1
2.4.1 时钟电路
当晶振频率为12MHz时,C1C2 一般选30pF左右。图2.5中PD是 电源控制寄存器PCON.1的掉电 方式位，正常工作方式PD=0。 当PD=1时单片机进入掉电工作 方式，是一种节能工作方式。
上述电路是靠MCS-51单片机 内部电路产生振荡的。也可以 由外部振荡器或时钟直接驱动 MCS-51。
2021/3/11
9
2.4.1 时钟电路
复位电路
主板复位电路维修思路什么叫复位？复位其实就是设备的初始化，也可以说是清零的过程。
所有的电子设备开机都有这个过程。
主板上的复位过程就是把主板上所有的存储器清零的过程。
有人会觉得，这个复位电路离我很远，管的着它吗？错矣！你和它如此接近，虽然你还不知道它。
先说一下它的工作原理：主板上的所有复位信号由芯片组产生，其中主要由南桥产生。
即主板上的所有需要复位的设备或模块（诸如PCI、AGP、I/O、ISA、北桥、CPU）都是由南桥去复位。
南桥要想去复位别的设备或模块，首先自身要先复位，南桥内部集成了复位系统，南桥的复位源是ATX电源的灰线（power good），灰线能使南桥复位的原因是它在电源开机瞬间有一个延迟过程（100-500MS），即灰线在其他电源线正常输出约100ms-500ms 后才开始输出。
此过程是相对于黄线和红线而言，灰线恒定为5V电平，在ATX电源开机瞬间此延迟过程表现为0-1变化的过程，此0-1变化的脉冲信号会直接或间接（通过门电路，如电路图所示）作用于南桥，使南桥复位，然后其内部复位系统的复位信号产生电路会把灰线的恒定5V电位进行转换，分解成不同的复位信号发出，加入后级的各所需处（即PCI、AGP、I/O、ISA、北桥、CPU的复位脚）。
当这些引脚受到复位信号后，该设备的寄存器开始清零，相当于一切从头开始。
开机后此0-1电平由RESET开关控制，RESET插针的一端为高电平，此高电位由红色5V提供，另一端直接或间接接地。
复位一般有两种形式，其一：自动复位，也即每次开机时你按下开机按钮后的半秒内，你的机器就按照上述过程完成了一次复位。
你能说和你没关系吗？其二：手动复位，你有过这样的经历吗：当你的机器死机时，你无奈的按下机箱上的重启按钮，叹着气摇着头再破口大骂？那你知道按下重启按钮完成的是一个怎样的过程？这就是手动复位。
你按下重启按钮，相当于将RESET插针短接，将3.3V那一段接地，形成触发低电平，经电阻、门电路后给南桥复位，然后由南桥发出复位信号给各模块，这就和自动复位过程一样了。
复位电路的工作原理
复位电路的工作原理
复位电路的工作原理是通过控制器发送复位信号来清除系统中的各种状态，使系统恢复到初始状态。
复位电路通常由复位信号源、复位输入电路和复位输出电路组成。
首先，当控制器检测到需要进行复位操作时，它会向复位信号源发送复位信号。
复位信号源可以是一个按键、一个计时器或者一个电平触发器。
一旦复位信号源接收到复位信号，它会立即将复位信号传输给复位输入电路。
复位输入电路接收到复位信号后，会将它转换成适合系统操作的电平信号。
通常情况下，复位输入电路将复位信号转换成低电平信号，以触发复位操作。
复位输出电路负责将复位信号传递给系统中的各个模块或部件。
它通常是一个门电路或一个晶体管，它根据复位信号的状态控制是否将电源或时钟信号传递到系统中的各个部件。
一旦复位信号被传递给系统中的模块或部件，它们会执行相应的复位操作，将自身状态恢复到初始状态。
这些操作可能涉及清除存储器内容、初始化寄存器和关闭所有的开关等。
总而言之，复位电路通过控制器生成的复位信号来清除系统中的各种状态，使系统回到初始状态。
这对于确保系统的可靠性和稳定性非常重要。
时钟电路工作原理
时钟电路工作原理时钟电路是现代电子设备中非常重要的一部分，它能够提供精确的时间基准和时序控制信号，广泛应用于计算机、通讯设备、工业控制系统等领域。
时钟电路的工作原理涉及到数字电子学、振荡器、计数器等多个方面的知识，下面我们将深入探讨时钟电路的工作原理。
时钟电路的基本组成包括振荡器和分频器。
振荡器是时钟电路的核心部件，它能够产生稳定的周期性信号。
常见的振荡器包括晶体振荡器、RC振荡器和LC振荡器等。
在时钟电路中，晶体振荡器是最常用的一种，它利用晶体的谐振特性产生稳定的频率信号。
振荡器输出的信号经过分频器分频后，可以得到不同频率的时钟信号，用于驱动不同的逻辑电路和计时器件。
时钟信号的频率和占空比对于电子系统的稳定性和性能至关重要。
频率决定了系统的工作速度，而占空比则影响了系统的稳定性和功耗。
在时钟电路设计中，需要根据具体的应用场景选择合适的时钟频率和占空比，以满足系统的要求。
除了频率和占空比外，时钟电路还需要考虑时钟信号的相位和延迟。
时钟信号的相位对于多时钟域系统的同步和数据传输至关重要，而时钟信号的延迟则会影响系统的响应速度和稳定性。
因此，在时钟电路设计中，需要充分考虑时钟信号的相位和延迟特性，确保系统能够正常工作。
时钟电路还需要考虑时钟信号的抖动和噪声。
时钟信号的抖动会影响系统的时序精度和抗干扰能力，而时钟信号的噪声则会影响系统的信号完整性和稳定性。
因此，在时钟电路设计中，需要采取合适的抗抖动和抗噪声措施，以确保时钟信号的质量和稳定性。
总之，时钟电路是现代电子系统中不可或缺的一部分，它能够提供精确的时间基准和时序控制信号，对系统的性能和稳定性起着至关重要的作用。
在时钟电路设计中，需要充分考虑频率、占空比、相位、延迟、抖动和噪声等因素，以确保时钟信号的质量和稳定性。
希望本文对时钟电路的工作原理有所帮助，谢谢阅读。
MCS51单片机时钟与复位电路
1.单片机的工作原理：
取一条指令、译码、进行微操作，再取一条指令、译码、
进行微操作，这样自动地、—步一步地由微操作按次序完成 相应指令规定的功能。单片机的时钟信号用来为单片机芯片
内部的各种微操作提供时间基准，机器启动后，指令的执行
顺序如下图所示：
取指
分析
执行
2.概念
⑴ 时序：各指令的微操作在时间上有严格的次序，这
2020/1/3
15
复位后各寄存器的初态如下表4-1所示，其意义为： ⑴ P0~P3=FFH，相当于各口锁存器已写入1，此时可用于输出/输入； ⑵ SP＝07H，堆栈指针指向片内RAM的07H单元（第一个入栈内容将写入 08H中）； ⑶ IP、IE和PCON的有效值为0，各中断源处于低优先级且均被关断，串 行通信的波特率不加倍； ⑷ PSW＝00H，当前工作寄存器为0组。
2020/1/3
14
Байду номын сангаас
第4节 MCS-51系列单片机的复位与掉电处理
一、复位与复位电路 1.复位：是单片机的初始化操作，以便使CPU和系统中其 他部件都处于一个确定的状态，并从这个状态开始工作。
当单片机系统在运行出错或操作错误使系统处于死 锁存时，也可按复位键重新启动。
单片机复位后，PC内容初始化为0000H，那么单片机 就从0000H单元开始执行程序。片内RAM为随机值，运行 中的复位操作不改变片内RAM的内容。
2020/1/3
8
4. 指令周期 是CPU执行一条指令所需要的时间为指令周期。 MCS-51单片机指令包含1个或2个或4个机器周期。 若采用6MHz晶振，则振荡周期为1/6μs，机器周期为
2μs、4μs或8μs。
5分钟看懂原理图之复位电路
5分钟看懂原理图之复位电路我们查看电路图时经常会看见复位电路，今天我们来讲一下复位电路数字系统中CPU是靠时钟系统来作为同步信号的，时钟每一次跳转，CPU就进行一次动作，所以整个系统上电后一定要等时钟系统稳定工作后，才能启动，这就是为什么需要一个复位信号，这个复位信号拉低来使得CPU进入等待状态，待系统时钟初始化完毕，可以正常工作了再把复位信号拉高，CPU进入正常工作状态。
下面我们来看几个典型的复位电路上电复位电路如上图所示，a图中，VCC为系统电源，当电源接通后，由于电容的隔直流通交流特性，RST管脚上初始为高电平，同时电容C开始充电，RST管脚上的电压开始下降，直到下降到低电平，RST管脚就完成了从高电平到低电平的时序变化，一次复位过程就此结束。
电容C充电的时间，就是预留给时钟系统初始化的时间，所以这个电容C的值需要根据芯片手册上复位时序的要求来选择，这个值一般为10uF。
但是a图中的复位电路有个问题，就是断电后，电容C中还是存储着电能，只能慢慢的放电，这个时候再重新上电的话，RST就不能正常复位，而是会一直保持高电平，所以我们加上一个二极管，用来作为电容的泄放回路，把电容的电荷快速释放掉，为下次复位做准备，如c所示。
按键复位我们日常生活中的多数电器都可以通过按键来启动或关闭的，上图就是一个按键复位电路，当按键S1按下时，电容C中的电荷迅速通过回路释放掉，RST通过电阻R拉低到低电平，CPU这时进入复位状态，当S1松开时，电容开始充电，RST端的电压随着电容充电慢慢上升，上升到高电平阈值时，CPU进入正常工作状态，这样就完成了一次复位过程。
这次由于有按键的参与，就不需要上图中的二极管了，你看明白了吗？这个作为一个问题留给大家分析。
积分上电复位积分上电型复位电路相比于按键复位电路增加了一个反相器，反相器用来将高电平变为低电平，低电平变为高电平。
上电后，由于电容C1的充电和反相门的作用，使RST持续一段时间的高电平。
fpga 常用外围电路 -回复
fpga 常用外围电路-回复FPGA（Field Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，可以通过配置实现不同电路功能。
而在使用FPGA时，常常需要搭建一些外围电路来连接及扩展其他硬件设备。
这些外围电路对于FPGA的正常运行以及与外部设备的交互起着重要的作用。
在本文中，将以“FPGA常用外围电路”为主题，逐步介绍并解析这些电路及其原理。
一、电源电路电源电路作为外围电路中最基本的一环，主要负责为FPGA提供稳定的电源。
正常的电源电路应该能够稳定地提供所需的电压，并且具备保护电路，以防止过电流、过压、过温等情况对FPGA造成损害。
一般来说，电源电路包括直流电源和滤波器部分。
直流电源可以通过使用稳压电源芯片来实现，而滤波器则可以通过使用电容器和电感等被动元件来滤除电源中的噪声。
二、时钟电路时钟信号在FPGA中起着关键的作用，用于同步数据传输和触发器内部的时序逻辑。
为了确保FPGA的运行正常，时钟电路需要提供稳定的时钟信号，并避免时钟抖动和干扰。
常见的时钟电路包括晶振电路和时钟缓冲器。
晶振电路利用压电效应将机械振动转化为电信号，提供稳定的时钟频率。
而时钟缓冲器则作为时钟信号的驱动器，可以增强时钟信号的功率，并提供多个时钟输出。
三、复位电路复位电路用于将FPGA置于初始状态，并清除内部寄存器和逻辑单元的状态。
这对于确保FPGA的可靠启动和正常运行非常重要。
一般来说，复位电路需要提供一个外部的复位信号，以及一个延时电路，以确保复位信号稳定且持续足够的时间。
此外，复位电路还可以添加复位按钮和手动控制电路，以便在需要时手动复位FPGA。
四、存储器电路存储器电路用于实现FPGA内部的数据存储和读取。
FPGA中常用的存储器类型包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
随机存取存储器通常用于存储中间结果、状态和数据缓存等，它可以快速读写数据。
只读存储器主要用于存储程序代码和常量，一旦编程完成，其内容不可更改。
单片机最小系统的电路
单片机最小系统的电路单片机最小系统的电路，是指搭建一个可以正常工作的单片机系统所需的最基本的电路。
单片机最小系统电路包括单片机芯片、时钟电路、复位电路、电源电路和外部扩展电路等主要部分。
本文将详细介绍单片机最小系统电路的各个组成部分及其功能。
一、单片机芯片单片机芯片是整个最小系统的核心部分，它是一种集成了微处理器核心、存储器、输入输出端口和各种外设接口的集成电路芯片。
单片机芯片具有处理数据和控制外部设备的功能，是控制系统的核心部件。
二、时钟电路时钟电路是单片机最小系统的基础，它提供时钟信号给单片机芯片，使芯片能按照一定的时间序列工作。
时钟信号决定了单片机内部各个模块的工作节奏和时序。
在最小系统中，常使用晶振和电容电阻网络来实现时钟电路。
三、复位电路复位电路是为了使单片机在上电或者其他异常情况下能够回到初始状态，从而保证系统的稳定性和可靠性。
复位电路一般由复位电路芯片和复位电路电源组成，复位电路芯片接收到复位信号后，将单片机芯片恢复到初始状态。
四、电源电路电源电路是为单片机提供工作电压和电流的电路，它能够保证单片机正常工作所需的电源稳定性和可靠性。
电源电路通常由电源适配器、稳压电路和电源滤波电路组成，能够将输入电压稳定为单片机所需的工作电压。
五、外部扩展电路外部扩展电路是指将单片机与其他外部设备连接的电路，如显示器、键盘、传感器等。
外部扩展电路可以通过单片机的输入输出端口与单片机芯片进行通信，实现与外部设备的数据交互。
在单片机最小系统电路中，这些组成部分相互配合，共同完成单片机的工作。
单片机芯片作为核心，接收来自时钟电路的时钟信号，根据时钟信号的节奏进行数据处理和控制操作。
复位电路能够将系统恢复到初始状态，保证系统的可靠性。
电源电路提供工作电压和电流，保证单片机正常工作。
外部扩展电路则为单片机提供了与外部设备的连接通路，实现与外部设备的数据交互。
总结起来，单片机最小系统电路是搭建一个可以正常工作的单片机系统所需的最基本的电路。
复位电路的工作原理
复位电路的工作原理复位电路是一种常见的电子电路，它在数字系统中起着重要的作用。
它能够在特定条件下将系统恢复到初始状态，保证系统的稳定性和可靠性。
本文将介绍复位电路的工作原理，帮助读者更好地理解和应用该技术。
首先，我们来了解一下复位电路的基本结构。
复位电路通常由触发器、逻辑门和延时元件组成。
触发器用于存储系统的状态信息，逻辑门用于控制复位信号的生成，而延时元件则用于延迟复位信号的传输。
这些组件共同协作，实现了复位电路的功能。
复位电路的工作原理可以简单概括为，当特定条件满足时，复位电路产生一个复位信号，该信号传输到系统中的各个部件，使其返回到初始状态。
这一过程保证了系统在异常情况下的可靠性和稳定性。
触发器是复位电路的核心组件之一，它能够存储系统的状态信息，并在接收到复位信号时将系统状态恢复到初始状态。
逻辑门则根据系统的工作状态和外部条件来判断是否需要产生复位信号。
延时元件则用于延迟复位信号的传输，以确保各个部件都能够按照正确的顺序返回到初始状态。
在实际应用中，复位电路通常用于数字系统中，例如微处理器、微控制器、FPGA等。
它能够在系统出现异常时及时将系统恢复到初始状态，避免数据丢失和系统崩溃。
因此，复位电路在数字系统的设计中起着至关重要的作用。
除了在数字系统中的应用，复位电路也可以用于模拟系统中。
例如，在模拟电路中，复位电路可以用于保护电路元件不受过电压或过电流的损坏，从而提高系统的可靠性和稳定性。
总的来说，复位电路通过触发器、逻辑门和延时元件的协作，能够在特定条件下产生复位信号，将系统恢复到初始状态，保证系统的可靠性和稳定性。
它在数字系统和模拟系统中都有着重要的应用，是现代电子技术中不可或缺的一部分。
希望通过本文的介绍，读者能够更好地理解复位电路的工作原理，并在实际应用中更加灵活和准确地使用该技术，为数字系统和模拟系统的稳定运行提供保障。
单片机原理及接口技术中的电路设计要点
单片机原理及接口技术中的电路设计要点在单片机原理及接口技术中，电路设计是非常关键的一部分。
电路设计的合理性和稳定性直接影响到单片机的性能和功能实现。
本文将探讨单片机电路设计的要点和注意事项。
首先要明确的是，单片机电路设计包括以下几个方面：电源电路、时钟电路、复位电路、通信接口电路和外围设备电路。
下面将分别介绍它们的设计要点。
1. 电源电路电源电路设计是单片机电路设计的基础，稳定可靠的电源供应对单片机正常运行至关重要。
在设计电源电路时，需要根据单片机的工作电压和电流需求选择合适的电源供应电压和电源稳压方法。
另外，还需要添加适当的滤波电路来降低电源噪声对单片机的影响。
2. 时钟电路时钟电路是单片机运行的重要组成部分，它为单片机提供系统的时钟信号。
在设计时钟电路时，需要根据单片机的工作频率选择合适的时钟源和晶振，并保证时钟信号的稳定性和精确性。
此外，还需要注意时钟信号的传输线路的长度和布线方式，以减少时钟信号的干扰和损耗。
3. 复位电路复位电路是保证单片机正常启动和复位的关键电路。
在设计复位电路时，需要确定复位电压的合理范围，并选择适当的复位方式，如手动复位或自动复位。
此外，还需要考虑复位电路的稳定性和响应时间，以保证单片机复位的可靠性。
4. 通信接口电路通信接口电路是单片机与外部设备之间进行数据交换和通信的关键电路。
在设计通信接口电路时，需要根据单片机所需的通信协议选择合适的接口电路，如串口、并口、SPI或I2C等。
同时，还需要考虑通信接口电路的波特率、数据格式和电平转换等问题，以确保数据的可靠传输和兼容性。
5. 外围设备电路外围设备电路是单片机与外部传感器、执行器等设备之间进行连接和控制的关键电路。
在设计外围设备电路时，需要根据外部设备的工作特性确定适当的电气连接方式和信号处理电路。
此外，还需要根据外部设备的功率需求选择合适的驱动电路和保护电路，以确保单片机与外部设备的稳定交互和安全运行。
除了以上设计要点之外，还有一些基本的电路设计注意事项需要牢记：- 尽量减少干扰：通过良好的电路布局和地线设计来减少干扰源和接收器之间的干扰，例如，将模拟和数字电路分离并分别布线。
时钟和复位信号的产生
时钟和复位信号的产生时钟电路作用：供电电压加到时钟电路，时钟电路产生各种时钟信号，使各单元电路有序进行。
时钟信号产生条件：只有时钟电路供电和PG信号正常，时钟电路才能正常工作，相关芯片的时钟信号还接受STOP信号的控制，实现关停某一个设备。
时钟电路关键测试点: 1.时钟电路供电是否正常.2.基准时钟电路的晶体是否起振，需用示波器测量。
3.测量时钟信号的输出,直流电压为供电电压1/2,不同设备的时钟频率不同,只要有一路有输出,就说明时钟电路工作正常.复位信号的作用:对数字电路置零。
复位信号产生的条件：1，供电正常；2，时钟信号正常；3，南桥内的复位电路良好的情况下才有复位信号产生。
复位信号产生过程：系统单元供电电路产生的PG信号分别送往南桥、北桥、作为南桥、北桥的复位信号，之后南桥、北桥开始工作。
南桥产生的PCI-STOP信号直接送到时钟芯片由北桥产生CPU-STOP信号，和CPU核心电路产生的PG信号一同送到CPU，由CPU产生的CPU-STOP信号和南桥产生的PCI-STOP信号又送到时钟芯片，时钟电路才开始工作。
当时钟电路工作正常后，产生各路时钟信号，送往主板上各部分单元电路。
其中当南桥收到时钟信号以后，南桥的复位电路开始工作，产生各种复位信号，其中DRL-RST#去复位主板上的各种设备和芯片，如硬盘、光驱和插槽等。
另一路PCI-RST#去复位北桥，再由北桥芯片产生CPU复位信号CPU-RST#，由CPU-RST#去复位CPU，当CPU收到复位信号以后，CPU的工作条件具备，完成硬启动。
复位信号的测量：笔记本电脑一般采用低电平复位。
复位信号均是直接或间接由南桥提供，只要任何一个设备上的复位信号正常，就说明南桥的复位电路工作正常，其他电路的复位信号也就基本正常。
为了测量方便，我们一般测量IDE接口的第1脚。
如果这时某个设备没有复位信号，则是南桥到设备的相关电路，CPU的复位信号形成和其他设备的复位有所不同，CPU的复位信号是由北桥产生的，北桥的复位信号又是由南桥提供的。
供电、时钟、复位
教。
下面开始言归正传.第一讲：供电、时钟、复位供电、时钟、复位是数字电路的三大基本工作条件。
俗话说：兵马未动，粮草先行。
这粮草就是打仗的基础，人无粮，马无草料，枪无弹，车无油还打什么仗？供电就是电路的粮草，就是满足电路工作条件的电压，没有电电器就不能工作，我们不能在停电后点上蜡烛看电视吧。
电是动力之源，这很好理解。
正如粮食要用布袋盛，子弹要装箱，汽油要用油桶一样，各种物资需要不同的供给方式，电路上各个元件的供电要求也不一样，有的要求电压高，有的要求电压低，有的要求提供大电流等等，这就要求供电电路提供不同的供电方式。
我们都看过**会开幕式，其中有一段是展示活字印刷术的，由800多名战士表演的，他们钻在道具字模里，该什么时候起立，该什么时候蹲下，彼此看不到，但一丝不乱，一点不错，除了战士们的敬业精神外，靠的什么？靠的就是每人有一个耳机，耳机里播放的是节拍，就和做广播体操的“12345678，22345678……”一样。
谁在哪个节点起立，谁在哪个节点蹲下，都按照程序来，才能完成这样的表演。
时钟就是起这样的作用。
电脑里各个设备工作速度不一样，怎样把他们组织起来，按部就班地展开工作呢？用时钟，也就是给他们喊号子，快的喊一个号干一下，慢的喊两个号、三个号甚至十个号干一下，每个设备都清楚喊号时应该完成什么工作，和自己打交道的设备喊哪个号子就会和自己联系，自己应该在喊哪个号子时去联系别的设备，这样，一清二楚，明明白白，工作有条不紊地进行。
如果没有统一的节拍就全乱套了。
现在我们来看舞蹈《千手观音》，开始时演员会都会摆一个预备姿势，其中邰丽华站在最前面，其余每个演员都有自己的位置，手的摆放也都有一定之规，有的在上，有的在下，有的伸直，有的弯曲。
接到老师的开始手势后就开始表演。
如果她们到别处演出(相当于电脑关机后再开机)，开始时也还会摆出相同的姿势，再或者说她们排练时如果有人错了(相当于电脑中途死机)，也要退回到开始姿势再开始，而不会我行我素。
时钟电路工作原理
时钟电路工作原理
时钟电路是一种能够产生固定时间间隔信号或频率信号的电路。
它通常基于晶体振荡器的原理工作，晶体振荡器是一种能够稳定振荡的电路。
时钟电路的主要组成部分包括晶体振荡器、频率分频器和计数器。
晶体振荡器负责产生一个高频率的正弦波信号，然后通过频率分频器将其分频为需要的信号。
计数器会根据分频器输出的信号进行计数，并在达到设定的计数值时产生一个输出脉冲。
这个输出脉冲就是时钟信号。
在时钟电路中，晶体振荡器起到稳定振荡的作用。
晶体振荡器中通常采用石英晶体，它能够通过压电效应将电能转化为机械振动，并通过共振回路使得振动稳定下来。
晶体振荡器的频率由晶体的物理特性决定，因此具有很高的稳定性和精度。
频率分频器的作用是将晶体振荡器产生的高频率信号分频为需要的低频率信号。
它通常采用一系列的分频器级联起来，每个分频器都会将输入信号的频率减半。
通过反复分频，最终可以得到所需的时钟频率。
计数器根据分频器输出的信号进行计数，并在达到设定的计数值时产生一个输出脉冲。
计数值的设定可以通过电路设计来实现，例如使用可编程逻辑器件或开关来选择计数器的初始值。
输出脉冲可以用来驱动其他电路的工作，例如数字系统中的时序控制。
时钟电路广泛应用于各种领域，特别是数字电路和通信系统中。
它不仅可以提供稳定的时钟信号，还可以控制系统的时序和同步操作，确保各个模块之间的协调工作。
单片机时钟电路
单片机时钟电路
单片机时钟电路是单片机系统中的一个重要组成部分，它提供了单片
机系统的时钟信号，控制着单片机的运行速度和时序。
单片机时钟电路通
常由晶振、晶振电容、时钟电路和复位电路等组成。
晶振是单片机时钟电
路的核心部件，它是一种能够产生稳定振荡信号的元件。
晶振通常由晶体
和金属电极组成，晶体的振荡频率由晶体的尺寸和材料决定。
晶振的频率
越高，单片机的运行速度就越快。
晶振电容是晶振电路中的一个重要组成
部分，它用于调节晶振的频率和稳定晶振的振荡。
晶振电容通常由两个电
容器组成，它们分别连接在晶振的两个引脚上。
时钟电路是单片机时钟电
路中的另一个重要组成部分，它用于将晶振产生的振荡信号转换成单片机
系统所需的时钟信号。
时钟电路通常由多个逻辑门和计数器组成，它们协
同工作，产生出单片机系统所需的时钟信号。
复位电路是单片机时钟电路
中的最后一个组成部分，它用于在单片机系统启动时将单片机的内部状态
清零，确保单片机系统能够正常运行。
复位电路通常由一个复位电路芯片
和一个复位电路电容组成，它们协同工作，确保单片机系统能够正常启动。
总之，单片机时钟电路是单片机系统中的一个重要组成部分，它提供了单
片机系统的时钟信号，控制着单片机的运行速度和时序。
在单片机系统设
计中，需要根据具体的应用需求选择合适的晶振和时钟电路，确保单片机
系统能够稳定运行。
时钟电路名词解释
时钟电路名词解释时钟电路是电子学中最重要的一个概念，它广泛用于各种电子设备从简单的温度传感器到复杂的微处理器。
它具有定时，计时，触发事件并协调多个部件之间的信息传递的能力，因此在大多数情况下，时钟电路被视为电子电路的“心脏”，而可靠的电子电路就需要高质量的时钟电路。
对于时钟电路来说，常用的有两种：一种是内部时钟电路，另一种是外部时钟电路。
内部时钟电路是指在芯片内部封装的时钟电路，结构简单，性能稳定，但是它只能满足简单系统的时钟要求，但不能满足复杂系统的时钟要求，比如CPU内部的时钟电路。
外部时钟电路是指使用单独的封装时钟元件封装的时钟电路，它具有更高的精度、稳定性和可靠性，因此优先考虑用于复杂电子设备。
除了内部时钟电路和外部时钟电路之外，现在已经开发出了新型的时钟电路，例如基于数字锁相环的时钟电路，这种时钟电路具有更高的精度和稳定性，可以满足复杂系统的时间要求。
此外，时钟电路是由一系列元件组成的，包括相位比较器，频率调制器，滤波电路，复位电路等。
相位比较器用于比较两个信号的相位，以确定时钟的正确周期；频率调制器用于调节时钟的频率，以符合特定的系统要求；滤波电路用于滤除外部干扰，确保时钟信号的稳定性；复位电路用于系统复位，从而保证系统的正常运行。
时钟电路的重要性不言而喻，因此在设计电子电路时，应加强对时钟电路的设计，以满足特定应用的要求。
它的设计要点包括：对系统的性能要求，如时钟频率、精度和稳定性；对时钟电路电路设计要求，如电阻和电容值，以及时钟元件的类型；对时钟电路功能的实现，如同步、脉冲输出、滤波等；对时钟电路整体结构的设计要求，如封装大小，引脚数量等。
另外，在时钟电路的设计过程中，还需要考虑电源电压，环境温度及其具体应用条件，以保证时钟电路的可靠性和稳定性。
总之，时钟电路在电子设计中的重要性不言而喻，现有的内部时钟电路和外部时钟电路可以满足不同系统的时钟要求，而新型的时钟电路可以更好地满足复杂系统的时钟要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
❖ TMOD=00H ❖ TCON=00H ❖ TH0、TL0=0000H ❖ TH1、TL1=0000H ❖ SCON=00H ❖ SBUF不定 ❖ PCON＝0xxx0000B
2.5 I/O端口电路与电气特性
MCS-51单片机有4个I/O端口，即P0～P3口。就 电路结构而言，P0口是三态双向口，P1～P3口是准 双向口。P3口还有第二功能电路，所以这4个端口的 内部电路都不相同。它们也有共性：(1) 每个端口的8 位I/O线是相同电路结构；(2) 每位I/O线均有一个输 出锁存器、一个驱动器和一个输入缓冲器。
P1端口内部结构
P2端口
➢通用I/O端口或高8位地址总线 ➢准双向静态口
处理办法：与P1口一样 ➢内部有上拉电阻 ➢执行MOVX时，被称谓动态口（后面外RAM扩展 时讲述原因） ➢在扩展外部芯片时，一般参与编址
P3端口－－双功能口
➢第一功能：作用与P1口一样 ➢第二功能：第二功能优先，若干用为第二功能时， 其余可为第一功能。
P3.0 RXD 串行接收 P3.1 TXD 串行发送
P3.4 T0 计数0输入 P3.5 T1 计数1输入
P3.2 /INT0 外中断0输入 P3.6 /WR 写信号引脚
P3.3 /INT1 外中断1输入 P3.7 /RD 读信号引脚
2.5.2 I/O端口负载能力
P0口每一位输出可驱动8个LSTTL负载，当作地 址/数据输出时是标准的三态双向口。当作为通用I/O 接口使用时是开漏输出，只有灌负载能力没有拉负载 能力。要想得到拉负载能力需外接一个上拉电阻才行。
外部数据的进出口线，同时也是扩展外部芯片的 低8位地址线，工作时，在该总线上分时地出现地址/ 数据信息。不同类型信息的间隙时间上，总线出现高 阻态。
➢三态 0，1，高阻态
➢内部无上拉电阻，用作静态口时，可挂接上、下拉 电阻
P1端口
➢通用I必须先进行写入1 操作，首次上电时可忽略该操作，输出操作没必要。 ➢内部有上拉电阻
第三章时钟电路与复位电路
89C51
振荡电路
89C51（CHMOS工艺）的 外部输入为X1，X2悬空
HMOS工艺的芯片
2.基本时序单位
❖ 振荡周期：1/fOSC 最小的时序单位
❖ 状态（S）周期：2/fOSC 包含两个节拍(P1、P2)，一个节拍为1个振荡周期。
❖ 机器周期MC： 12/fOSC 6个状态，S1-S6，12个节拍(S1P1、S1P2、S2P1、 S2P2…)，12个振荡周期
❖ 指令周期：1－4个MC，执行一条指令所需的时间。
2.4.2复位电路
RST引脚出现2个MC或以上的高电平，单片机执 行复位操作，RST持续为高，单片机循环复位。 ❖ 上电复位电路 ❖ 上电且开关复位电路 ❖ 看门狗复位电路
复位电路
复位电路
复位后的状态
PC为0000H，内RAM随机值
❖ A=00H ❖ B=00H ❖ PSW=00H ❖ SP=07H ❖ DPTR=0000H ❖ P0~P3=FFH ❖ IP=00H ❖ IE=00H
2.6 本章小结
本章介绍了MCS-51单片机芯片的硬件结构及工作特 性。它（AT89C51）是一个8位机，主要组成有：8位CPU、 128B的RAM、4KB的ROM、21个特殊功能寄存器(SFR)、 4个并行I/O接口P0～P3，每口8根位线共32线、2个16位定 时/计数器、1个全双工串行接口、5个中断源、内部时钟 电路和复位电路、可寻址片外64KB的ROM空间和64KB的 RAM空间。
2.6 本章小结
➢要熟练掌握CPU的工作特点，它使用的工作寄存器有4 组，每组8个单元，工作寄存器编号是R0～R7。寄存器组 之间切换是靠程序状态字寄存器(PSW)中RS0和RS1控制的。 ➢RAM在地址20H以上的16单元是一个很好的状态标志位 区。 ➢堆栈指针(SP)最好不要指向以上这两个区，以免造成程 序混乱。 ➢在程序计数器(PC)的低位地址有6个特殊地址，即复位地 址0000H和5个模块中断向量地址。主程序最好要避开这 些地址，在大于0030H以上地址开始使用，以免发生中断 服务不正常响应。
➢退出待机：中断退出或复位退出（2个MC）。
➢退出掉电：硬件复位（大于10毫秒），重新定义 SFR，但内RAM不变。
注意：进入掉电前，必须使外围器件、设备 处于禁止状态。
低功耗工作方式
端口处理
➢ P1、P2、P3内有上拉电阻，故不使用可悬空； ➢ P0则应外接上拉或下拉电阻，否则，不定的电平将 增加系统功耗。
待机：标准节电运行工作方式；
掉电：一种节电模式，不是没电！
正常运行： 5V/12M 待机运行： 5V/12M
16mA 3.7mA
掉电： 5V/停振 16μA
低功耗工作方式原理
低功耗工作方式
➢/IDL=0时，有晶振，故中断系统，串行口，定时/计 数器等电路继续由时钟驱动，但此时时钟信号不再送 入CPU，即CPU处于等待状态。
➢/PD＝0，振荡器停振，只有片内RAM、SFR的内容 被保存。
➢/IDL、/PD位由电源控制寄存器PCON来设定。（只 能字节寻址）
低功耗工作方式
低功耗工作方式
➢进入待机：使IDL=1即可。
➢进入掉电：使PD=1即可，进入后，可将VCC降至 2V（保持RAM、SFR），但在退出掉电时，先使电 压升至正常电压。
2.5 I/O端口电路与电气特性
❖ P0、P1、P2、P3
既有字节地址，也有位地址，对相应的地址单元 进行写操作，就完成了相应端口的输入/输出操作
❖ 1个全双工的串行I/O口，用于扩展I/O口或用作串
行异步通信（第五章专门介绍）
2.5.1 I/O接口内部电路结构 P0端口
➢双向I/O端口 ➢数据/地址复用总线
P1～P3口每一位可驱动4个LSTTL负载，是一个 准双向口。作为输出，输出低电平时负载能力较强， 输出高电平时负载能力很差，约几十微安。
I/O端口负载能力
2.5.3 低功耗工作方式
与低功耗系列内部结构基本相同，外形、管脚、 软件指令一样，不同的是制造工艺，功耗低，抗干扰 能力强，并具有待机和掉电模式。